CN202708984U

CN202708984U - 一种具有点阵式扩散结构的扩散板及使用其的背光模组

Info

Publication number: CN202708984U
Application number: CN 201220359240
Authority: CN
Inventors: 郑俊义; 林韡; 林博瑛
Original assignee: TPV Display Technology Xiamen Co Ltd
Current assignee: TPV Display Technology Xiamen Co Ltd
Priority date: 2012-07-23
Filing date: 2012-07-23
Publication date: 2013-01-30
Anticipated expiration: 2022-07-23
Also published as: TWM451559U

Abstract

本实用新型公开了一种具有点阵式扩散结构的扩散板，其出光面或入光面上设有点阵式扩散结构，所述的扩散结构中心与背光源的光源中心一一对应，所述的扩散结构包括两种结构：结构一的中心区域为一圆盘，所述的圆盘上设有按同心圆环排列的空心斑点，中心区域的外部为按同心圆环排列的实心斑点，其中实心斑点和圆盘非空心斑点区域上涂布有扩散结构；结构二的中心区域为按同心圆环排列的圆环，中心区域的外部为按同心圆环排列的实心斑点，其中圆环和实心斑点区域涂布有扩散结构，各个圆环上的扩散结构密度由中心向外呈逐渐变小的趋势。

Description

一种具有点阵式扩散结构的扩散板及使用其的背光模组

技术领域

本实用新型涉及一种背光模组中的扩散板，特别涉及一种应用于采用点阵式背光源的背光模组中的具有点阵式扩散结构的扩散板。

背景技术

目前，平面显示器应用的液晶模组多采用TFT-LCD技术。TFT-LCD为非主动式发光显示，通常由白光背光模组（Backlight Module）提供均匀的系统亮度，再透过彩色滤光片（Color Filter）获得丰富的色彩显示。

现行的白光直下式背光模组包含光源及光学膜片组。发光二极管（LED）由于体积小、耗能少，因此成为液晶显示器背光模组的光源之一。发光二极管（LED）的光源呈朗伯分布，其配光曲线特征为按角度余弦逐渐衰减，具备该特征的LED在平面的照度分布为LED中心亮外围暗；LED搭配具有扩光效果的二次光学透镜，可改变其配光曲线为蝙蝠翼状，但其在平面的照度分布仍为中心亮外围暗。发光二极管点阵式阵列的组合在一定程度上可以缓解LED光型分布造成的亮暗不均现象，但在发光二极管间距足够大的情况下，仍然存在光源照度分布不均的现象。

为保证背光模组提供均匀的亮度，可采用增加光学膜片使用量或在光学膜片上印刷微结构的方式改善点阵式LED出光不均匀现象。为了克服前述点阵式LED出光不均匀现象，已有技术（专利申请号为CN201010002819.3）在扩散板上设计扩散结构，其扩散结构由单一图案构成且生产可实现性低。

发明内容

本实用新型的目的在于提供一种带点阵式背光源的直下式背光模组使用，可提高背光源出光均匀度且具有较高生产可实施性的具有点阵式扩散结构的扩散板。

为实现上述目的，本实用新型采用以下设计方案：所述的扩散板上设有点阵式扩散结构，所述的扩散结构中心与背光源的光源中心一一对应，所述的扩散结构包括两种结构：结构一的中心区域设有一圆盘，所述的圆盘上设有按同心圆环排列的空心斑点，中心区域的外部设有按同心圆环排列的实心斑点，其中实心斑点和圆盘非空心斑点区域上涂布有扩散结构；结构二的中心区域设有按同心圆环排列的圆环，中心区域的外部设有按同心圆环排列的实心斑点，其中圆环和实心斑点区域涂布有扩散结构，结构一和结构二中各个圆环上的扩散结构密度由中心向外呈逐渐变小的趋势。

所述的扩散结构密度设置为中心区域密度大，中心区域的外部密度小，所述的中心区域的密度范围为0.4-1.0，中心区域的外部密度范围为0-0.6。

所述的扩散结构实心斑点和空心斑点密度可做区域性调整，对应的区域的形状包括圆形、环状、矩形、三角形、梯形、扇形、星形或多边形。

所述的扩散结构实心斑点和空心斑点形状包括圆形、环状、矩形、三角形、梯形、扇形、星形或多边形。

所述的扩散板透光率在40%到80%之间，扩散板雾度高于60%。

所述的扩散结构由具有反射扩散性质的材料涂布而成，所述的材料其透光率小于50%。

所述的扩散结构设置于扩散板的出光面或入光面。

一种采用点阵式扩散结构的扩散板的背光模组，包括背板、发光装置、膜片，所述的扩散板设置在背光模组发光装置和膜片之间，所述的发光装置其光源为点阵式排列。

本实用新型采用以上设计方案，通过设计中心区域为片状反射图案，中心区域的外部为点状反射图案的点阵式扩散结构，更符合生产的可实施性；依扩散结构密度设置为中心向外逐渐减小的设计，同时扩散结构密度也可做区域性调整，有利于点阵式扩散结构的均匀化分布，可改善背光模组因其机构等其他因素引起的奇异性亮暗分布不均问题，达成背光模组均匀混光之目的。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明：

图1为本实用新型扩散结构一单个扩散结构点阵式排布示意图；

图2为本实用新型扩散结构一四个扩散结构点阵式排布示意图；

图3为本实用新型扩散结构二单个扩散结构点阵式排布示意图；

图4为本实用新型扩散结构二四个扩散结构点阵式排布示意图；

图5为本实用新型扩散结构密度呈单个线性函数的密度分布曲线示意图；

图6为本实用新型扩散结构密度呈4个线性函数的密度分布曲线示意图；

图7为本实用新型扩散结构密度呈4个线性函数分布示意图；

图8为本实用新型结构二的扩散结构区域面积计算方式示意图；

图9为本实用新型单个扩散结构密度变化方式的其中一个实施方式；

图10为本实用新型四个扩散结构密度变化方式的其中一个实施方式；

图11为本实用新型四个扩散结构密度变化方式的另一个实施方式；

图12为本实用新型实用的背光模组结构示意图。

具体实施方式

本实施例中以单个矩阵扩散结构和4个矩阵点阵式扩散结构，及斑点图案为圆点，进行说明，所述的扩散板应用于采用点阵式背光源的直下式背光模组，所述的扩散板上设有点阵式扩散结构，所述的点阵式扩散结构中心与背光源的光源中心一一对应。

所述的扩散结构包括两种结构：

如图1、图2所示，结构一的中心区域为一圆盘1，所述的圆盘1上设有按同心圆环排列的空心斑点，中心区域的外部为按同心圆环排列的实心斑点2，其中实心斑点和圆盘非空心斑点区域上涂布有扩散结构。

如图3、图4所示，结构二的中心区域为按同心圆环排列的圆环3，中心区域的外部为按同心圆环排列的实心斑点4，其中圆环3和实心斑点区域涂布有扩散结构。

结构一和结构二中各个圆环上的扩散结构密度由中心向外逐渐变小，具体可以按照以下公式进行设定：

y＝ax+b

其中x为圆环次序，从内向外x＝1,2,3,4.....,n;y为扩散结构密度，y的取值范围为0—1；a、b为线性函数系数，a的取值范围为-1—0，b为大于0的正数。

如图5所示，对公式y＝ax+b，a取-2/45，b取值为38/45,得到线性函数

x取值为1到10，得出1到10环圆环上的扩散结构密度值，其中y的取值为0.4—1.0。

结构一和结构二中各个圆环上的扩散结构密度还以按照以下公式进行设定：

y_j＝a_jx_j+b_j

其中y_j由m段不同的线性函数组成，各个线性函数次序以j表示，j＝1,2,...m；x_j为圆环次序，若次序为j的函数涵盖n个圆环，则x_j从内部至外部取值依次为1,2,3,…n；y_j为扩散结构密度，取值范围0—1；a_j、b_j为次序为j的线性函数系数，其中a_j的取值范围为-1—1，b_j为大于0的正数。

如图6所示，对多段线性函数y_j＝a_jx_j+b_j可进行如下取值，j取1、2、3和4即由四段线性函数构成，各段线性函数对应x取值为1到10，具体如下：

\{\begin{matrix} y_{1} = - 2 / 45 x + 38 / 45 & 1 \leq x \leq 2 \\ y_{2} = 1 / 20 x + 13 / 20 & 2 \leq x \leq 4 \\ y_{3} = - 11 / 50 x + 43 / 25 & 4 \leq x \leq 5 \\ y_{4} = - 2 / 45 x + 38 / 45 & 5 \leq x \leq 10 \end{matrix}

根据如上公式，得到如图6所示的扩散结构密度分布曲线。

如图7所示，依图6所示分布趋势，以扩散结构一为示例，其扩散结构图示见图7，对应环形区域5空心斑点尺寸变小，使得对应圆环扩散图案密度上升，上升幅度依图6的曲线所示突出部分进行设计。

如图8所示，图示揭示了各个圆环上的扩散结构涂布区域的面积设定方式，具体公式如下：

printing_area＝y×total_area＝S_i＝y×π×(D_i ²-D_i-1 ²)

其中printing_area为本圆环中扩散结构涂布区域的面积，图8示意为第二圆环中点阵式扩散结构涂布区域面积，为图中点状填充及斜线部分面积，以符号S_i表示；total_area为本圆环的总面积，及即图中斜线部分面积；D_i为本圆环外圆的直径，D_i-1为上一圆环外圆的直径，i＝1,2,3,4.....,n；y为扩散结构密度。图8示意依据计算所得S_i确定圆环图案的涂布宽度，具体的，依扩散结构涂布图案的不同，涂布图案的尺寸及数量计算方式做相应变动。

依上所述的扩散结构涂布区域面积计算公式，total_area形状为一圆环，其中D_i为所述圆环外圆直径，若各个D_i之间呈等差关系，则相邻圆环与圆环呈等间距；若各个D_i呈非等差关系，刚相邻圆环与圆环呈非等间距。在各个D_i确定的情况下，扩散结构涂布的区域面积也可进行调整，具体为扩散结构一和扩散结构二中的实心斑点、空心斑点的直径及圆环的内外直径可进行调整。通过调整所述圆环外圆半径D_i及扩散结构斑点的大小，可实现扩散结构密度y值的控制。

扩散结构实际设计过程中，需考虑结构应尽量小，避免因扩散结构过大造成不可遮蔽的图案阴影；同时结构尺寸最小值应控制在实际工艺可行范围之内。针对点阵式光源在扩散板呈现的照度不均特性，设计一定趋势的密度方案，通过D_i及扩散结构斑点大小的调整，满足密度设计值的需求，达到改善照度亮暗不均现象的目的。

扩散结构密度可进行区域性调整，即在各个区域可根据不同的线性函数来对扩散结构的密度进行调整，所述的区域的形状包括圆形、环状、矩形、三角形、梯形、扇形、星形或多边形，调整方式可通过斑点间距及大小的变更实现。如图9、图10和图11所示，图中以结构一为例进行说明，图9、图10示意扩散结构斑点密度在不同轴向方向做扇形区域性调整，图11示意扩散结构斑点密度做多边形区域性调整。

实施例中扩散结构涂布于扩散板上，所述的扩散板透光率在40%到80%之间，扩散板雾度高于60%；所述的扩散结构由具有反射扩散性质的材料涂布而成，该材料透光率小于50%；所述扩散结构斑点图案除了实施方式所述的圆形外，还可为环状、矩形、三角形、梯形、扇形、星形或多边形；所述扩散结构可设置于扩散板的出光面或入光面。

如图12所示，一种采用具有点阵式扩散结构的扩散板的背光模组，背光模组除了包括具有点阵式扩散结构的扩散板8外，还包括背板6、发光装置7、膜片9，所述的发光装置7其光源11为点阵式排列，膜片9的数量可根据实际需要进行增加。扩散结构阵列数量依背光模组的尺寸及光源的数量决定，一般而言，越大尺寸的背光模组使用的光源数量越多，光源呈阵列式排布，一般为矩形阵列或交错等边三角形阵列排布，扩散结构在扩散板上的分布与光源阵列一一对应。

Claims

1.一种具有点阵式扩散结构的扩散板，其特征在于：所述的扩散板上设有点阵式扩散结构，所述的扩散结构中心与背光源的光源中心一一对应，所述的扩散结构包括两种结构：结构一的中心区域设有一圆盘，所述的圆盘上设有按同心圆环排列的空心斑点，中心区域的外部设有按同心圆环排列的实心斑点，其中实心斑点和圆盘非空心斑点区域上涂布有扩散结构；结构二的中心区域设有按同心圆环排列的圆环，中心区域的外部设有按同心圆环排列的实心斑点，其中圆环和实心斑点区域涂布有扩散结构，结构一和结构二中各个圆环上的扩散结构密度由中心向外呈逐渐变小的趋势。

2.根据权利要求1所述的一种具有点阵式扩散结构的扩散板，其特征在于：所述的扩散结构密度设置为中心区域密度大，中心区域的外部密度小，所述的中心区域的密度范围为0.4-1.0，中心区域的外部密度范围为0-0.6。

3.根据权利要求1所述的一种具有点阵式扩散结构的扩散板，其特征在于：所述的扩散结构实心斑点和空心斑点密度可做区域性调整，对应的区域的形状包括圆形、环状、矩形、三角形、梯形、扇形、星形或多边形。

4.根据权利要求1所述的一种具有点阵式扩散结构的扩散板，其特征在于：所述的扩散结构实心斑点和空心斑点形状包括圆形、环状、矩形、三角形、梯形、扇形、星形或多边形。

5.根据权利要求1所述的一种具有点阵式扩散结构的扩散板，其特征在于：所述的扩散板透光率在40%到80%之间，扩散板雾度高于60%。

6.根据权利要求1所述的一种具有点阵式扩散结构的扩散板，其特征在于：所述的扩散结构由具有反射扩散性质的材料涂布而成，所述的材料其透光率小于50%。

7.根据权利要求1所述的一种具有点阵式扩散结构的扩散板，其特征在于：所述的扩散结构设置于扩散板的出光面或入光面。

8.一种采用权利要求1所述的一种具有点阵式扩散结构的扩散板的背光模组，包括背板、发光装置、膜片，其特征在于：所述的扩散板设置在背光模组发光装置和膜片之间，所述的发光装置其光源为点阵式排列。